CN104801726B - 一种机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床，其解决了现有机床寿命短、效率低、扶料麻烦、一次性上多根料、噪音大和安装复杂的技术问题，其设有接扶料装置、免上多根料装置、滑套式开闭夹装置和伺服同步装置，本发明可广泛应用于机械加工。

Description

一种机床

技术领域

本发明涉及一种机械装置，特别是涉及一种机床。

背景技术

现有的数控车床在加工长轴产品时，其长度由车床的Z轴行程决定，或者用压刀的方法来进行二次开夹，以达到做长轴的目的，这样车床Z轴来回运动量较大，很容易造成磨损，减少其使用寿命；另外，这种方法速度较慢导致效率较低，而且扶料麻烦，产品质量很难保证。

现有的很多数控车床等机械设备在上料时采用人工上料，费时费力，同时也增加了生产成本；先进一些的机器则采用自动上料装置上料，但这些上料装置由于在向上上料时没有阻拦，经常会一次性上多根料，阻碍了机器后面自动化动作的继续，使生产过程受阻，生产效率下降。

现有机床主轴的开闭夹主要为三爪式开闭夹，其开闭夹时间较慢，效率较低；爪子容易磨损和断裂，寿命较短；高速转动时噪音较大，并且不安全。

在机床中，导套的作用是管住加工工件在切削时不会跑偏，以提高被加工工件的尺寸精度和位置精度。数控车床的导套外设有浮嘴，浮嘴与车床主轴之间采用花键槽滑动式的传动方式(机械传动)，由主轴带动浮嘴同步转动，安装非常复杂，调节精度较差；而且在使用过程中，经常会发生皮带断裂、轴承损坏等现象，寿命较短；零件更换起来也非常麻烦，给用户的使用带来了很大的不便。

发明内容

本发明针对现有机床寿命短、效率低、扶料麻烦、一次性上多根料、噪音大和安装复杂的技术问题，提供一种寿命长、效率高、扶料简单、免上多根料、噪音小和安装简单的机床。

为此，本发明车床的尾端设有接扶料装置，接扶料装置设有连接支架，连接支架上设有孔，孔内设有调节螺母，调节螺母与连接支架为间隙配合；机床还设有连接螺杆，连接螺杆设有外螺纹，调节螺母设有内螺纹，调节螺母的内螺纹与连接螺杆的外螺纹相互配合；连接螺杆上设有连接板，连接板上设有连接板支架，连接板支架上设有滑动槽、接料斗和调节板；滑动槽内设有扶料器和定位器，调节板上设有第一电机，第一电机设有电机轴，电机轴上连接有第二同步轮；机床还设有第一同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过第一同步带相连接。

机床的一端设有上料系统，上料系统设有阻碍装置、上料气缸、料盒、料盒前挡板和上料板；料盒与料盒前挡板固定连接，上料板设于料盒与料盒前挡板之间，阻碍装置设于料盒前挡板上。

所述机床设有主轴座，主轴座上设有主轴，主轴的事后部连接有滑套式开闭夹装置，主轴座上还设有开闭夹气缸和开闭夹圈座；滑套式开闭夹装置设有拉杆、内滑套、外滑套、轴承、卡簧、开闭夹圈、轴承拉套、滑动键、滚珠A和主轴心；拉杆插入内滑套中，内滑套套设在主轴心上，轴承套设在外滑套上，外滑套套设在内滑套上，轴承拉套套在轴承上、设于开闭夹圈内；开闭夹圈设于开闭夹圈座上，并与开闭夹气缸相连。

所述机床上设有导轨板、浮嘴和浮嘴座，导轨板设于主轴的一侧，浮嘴座设于导轨板上，浮嘴设于浮嘴座上；还设有浮嘴同步装置，浮嘴同步装置安装于导轨板上，浮嘴同步装置设有第二同步带；导轨板上设有同步带孔，第二同步带设于同步带孔内；浮嘴同步装置还设有电机板和第二电机，电机板设于导轨板上，第二电机设于电机板上；第二电机连接有第三同步轮，第三同步轮与第二同步带相配合；浮嘴连接有第四同步轮，第四同步轮也与第二同步带相配合。

扶料器设有扶料器座，扶料器座上设有盖板，盖板上设有伸缩气缸，伸缩气缸设有第一伸缩杆；扶料器还设有第一连接片，第一连接片设有两端，一端与伸缩气缸的第一伸缩杆相连接；另一端连接有第一扶料伸缩杆和第二扶料伸缩杆；扶料器座上还设有两个通孔，第一扶料伸缩杆和第二扶料伸缩杆分别位于这两个通孔中；盖板上还设有扶料板，扶料板上设有扶料口。

定位器设有定位器座，定位器座上设有定位伸缩气缸，定位伸缩气缸设有第二伸缩杆；定位器还设有第二连接片，第二连接片设有两端，一端与定位伸缩气缸的第二伸缩杆相连接；另一端连接有定位伸缩杆；定位器座上还设有一个通孔，定位伸缩杆位于这个通孔中；定位伸缩杆设有丝孔，定位伸缩杆通过丝孔旋接有定位调节螺杆。

阻碍装置设有主件、滚珠B、弹簧和螺丝，料盒前挡板上设有螺纹孔；主件外周设有主件外螺纹，内周设有主件内螺纹；弹簧和滚珠B设于主件内，螺丝与主件内螺纹相互配合，螺纹孔与主件外螺纹相配合。

外滑套上设有卡簧槽，卡簧设于卡簧槽内；内滑套上沿其圆周方向设有滚珠孔和键槽，所外滑套设有外滑套键槽，主轴心上设有主轴心槽和主轴心键槽，滚珠设于滚珠孔内；滑动键与键槽、外滑套键槽和主轴心键槽相配合。

浮嘴与浮嘴座之间通过螺丝连接，浮嘴座与导轨板之间通过螺丝连接；电机板与导轨板之间通过螺丝连接，第二电机与电机板之间通过螺丝连接；第二电机为伺服电机。

连接板支架还设有第一同步轮槽，第一同步轮通过轴承设于第一同步轮槽内；扶料口为V形，扶料器设有两个以上；连接板支架上还设有挡料板，挡料板位于第一同步带的上方。

本发明可以加工任意长度的细长轴，并且加工速度快，产品品质高，不磨损，车床的运动量小，车床的使用寿命加长。本发明通过伸缩气缸将纵切数控车床伸出一定长度的产品托住，同时将托住的产品向下顶压，防止由于产品过长颤动过大而达不到加工精度；其次，在总长精度控制方也采用定位器定位，加工精度十分精准。生产完成后的产品直接通过同步带输送至接料斗，防止碰伤和堵料，实现高效自动化作业。

通过设置了免上多根料的上料装置，从而避开了人工将产品上料工序，节约了大量的人力，省时省力，降低了生产成本；同时，保证了上料过程的独立和完整性，很大程度上提高了生产效率。

滑套式开闭夹的时间快，效率高；因为滚珠和内外滑套的硬度高，所以很耐磨，使用寿命长；高速旋转时(8000转\分钟及以上)噪音小，并且安全。

通过设置第二同步带、第三同步轮和第四同步轮，采用伺服电机带动，在控制系统里设定主轴的伺服电机与浮嘴的伺服电机同时发生相应转数，从而达到高精度的同步需要，安装维修简单、成本低廉、噪音小、调试方便、寿命较长；主轴与旋转浮嘴之间无多余机械介质，降低了主轴负荷，获得高扭矩、高刚性和同步程度高的加工精度。

附图说明

图1是接扶料装置在机床上的整体结构示意图；

图2是图1中接扶料装置的放大图；

图3是支架的立体图；

图4是支架的俯视图；

图5是扶料器的结构示意图；

图6是定位器的结构示意图；

图7是上料系统在机床上的立体图；

图8是上料系统的结构示意图；

图9是免上多根料装置的爆炸图；

图10是滑套式开闭夹装置在机床上的结构示意图；

图11是外滑套的结构示意图；

图12是滑套式开闭夹装置的爆炸图；

图13是浮嘴同步装置在机床上的结构示意图；

图14是浮嘴同步装置的爆炸图。

图中符号说明：

1.数控车床；2.接扶料装置；3.夹头；4.连接支架；5.调节螺母；6.连接螺杆；7.连接板；8.连接板支架；9.旋转轴；10.第一同步轮；11.第二同步轮；12.第一同步带；13.轴承座；14.调节板；15.第一电机；16.滑动槽；17.第一同步轮槽；18.轴承孔；19.电机轴；20.扶料器；21.扶料器座；22.连接片；23.伸缩气缸；24.盖板；25.第一扶料板；26.第二扶料板；27.第一扶料伸缩杆；28.第二扶料伸缩杆；29.定位器；30.定位调节螺杆；31.定位器座；32.定位伸缩气缸；33.连接片；34.定位伸缩杆；35.接料斗；36.挡料板；37.阻碍装置；38.上料气缸；39.料盒；40.料盒前挡板；41.上料板；42.材料；43.主件；44.滚珠B；45.弹簧；46.螺丝；47.主件外螺纹；48.主件内螺纹；49.开闭夹气缸；50.外滑套滚珠槽；51.主轴座；52.开闭夹圈座；53.滑套式开闭夹装置；54.主轴；55.拉杆；56.内滑套；57.外滑套；58.轴承；59.卡簧；60.开闭夹圈；61.轴承拉套；62.滑动键；63.滚珠A；64.主轴心；65.滚珠孔；66.键槽；67.卡簧槽；68.外滑套键槽；69.主轴心槽；70.浮嘴同步装置；71.导轨板；72.旋转浮嘴；73.旋转浮嘴座；74.第二同步带；75.第三同步轮；76.伺服电机板；77.第二电机；78.同步带孔；79.第二同步轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

如图1和图2所示，在数控车床1的尾端设有本发明接扶料装置2，具体如下：

接扶料装置2设有连接支架4，连接支架4通过螺丝与数控车床1固定连接，其也可以为焊接等其它固定连接方式。连接支架4上设有孔，孔内设有调节螺母5，调节螺母5与连接支架4上的孔为间隙配合，其可以在孔内进行转动。

调节螺母5内设有内螺纹，连接螺杆6外设有外螺纹，连接螺杆6旋接于调节螺母5内，调节螺母5的内螺纹与连接螺杆6的外螺纹相互配合。调节螺母5可用于调整本发明的高度，以便其对准数控车床1上的夹头3的中心位置。

连接螺杆6的上方固定连接有连接板7，连接板7的上方固定连接有连接板支架8，如图3和图4所示，连接板支架8上设有滑动槽16和第一同步轮槽17，滑动槽16为T字形，第一同步轮槽17内相对的两个连接板支架8侧面上设有对称的两个轴承孔18。

轴承孔18内设有轴承(图中未示出)，相对的两个轴承之间通过旋转轴9相连接，旋转轴9上固定连接有第一同步轮10，第一同步轮10位于第一同步轮槽17内。连接板支架8上还固定连接有接料斗35和挡料板36，挡料板36位于第一同步带12的上方。

本发明还设有调节板14，其与连接板支架8固定连接。调节板14的两侧分别固定连接有轴承座13和第一电机15，第一电机15设有电机轴19，电机轴19穿过轴承座13并与第二同步轮11固定连接。第一同步轮10和第二同步轮11通过第一同步带12相连接，当第一电机15工作时，电机轴19带动第二同步轮11转动，进而使得第一同步带12和第一同步轮10跟随其一起运动。

滑动槽16内设有扶料器20和定位器29，如图5和图6所示，扶料器20设有扶料器座21，定位器29设有定位器座31，扶料器20和定位器29分别通过扶料器座21和定位器座31来实现在滑动槽16内的前后滑动。

扶料器座21上固定连接有盖板24，盖板24上固定连接有伸缩气缸23，伸缩气缸23设有伸缩杆。扶料器20还设有连接片22，连接片22设有上下两端，其上端与伸缩气缸23的伸缩杆相连接，在伸缩杆运动时，连接片22也会跟随其一起运动；其下端连接有第一扶料伸缩杆27和第二扶料伸缩杆28。扶料器座21上还设有两个通孔，第一扶料伸缩杆27和第二扶料伸缩杆28分别通过这两个通孔并伸出。盖板24上还设有第一扶料板25和第二扶料板26，第一扶料板25和第二扶料板26完全相同，其下端均设有扶料口，其为V形。扶料器20设有并排的两个。

定位器座31上设有定位伸缩气缸32，定位伸缩气缸32设有伸缩杆。定位器20还设有连接片33，连接片33设有上下两端，其上端与定位伸缩气缸32的伸缩杆相连接，在伸缩杆运动时，连接片33也会跟随其一起运动；其下端连接有定位伸缩杆34。定位器座31上还设有一个通孔，定位伸缩杆34通过这个通孔并从中伸出。定位伸缩杆34的前端设有丝孔，定位调节螺杆30旋接于定位伸缩杆34的丝孔内，用于微调产品的长短。

当数控车床1工作时，夹头3夹住工件的前头进行加工。当前头加工完成后，两个扶料器20的伸缩气缸23工作，伸缩气缸23的伸缩杆带动与其通过连接片22相连接的第一扶料伸缩杆27和第二扶料伸缩杆28向前伸出；同时，定位器29的定位伸缩气缸32工作，定位伸缩气缸32的伸缩杆带动与其通过连接片33相连接的定位伸缩杆34向前伸出。

此时，夹头3松开，工件在送料机(图中未示出)的推动下前进，其前头顶住定位器29上的定位调节螺杆30，扶料器20上的第一扶料伸缩杆27和第二扶料伸缩杆28从下方托扶住工件，第一扶料板25和第二扶料板26通过V形的扶料口从上方扶住工件。

然后，然后夹头3夹紧工件，定位器29的定位伸缩气缸32带动定位伸缩杆34退回，车床开始加工工件的后头。当加工完成切断产品以后，扶料器20的第一扶料伸缩杆27和第二扶料伸缩杆28全部退回，切断后的产品掉落在由第一电机15带动前进的第一同步带12上，在前进的工件接触到设有倾斜部分的挡料板36后，就会自行落入到接料斗35中。

扶料器20的数量可以根据所需加工轴的长度而定。本发明采用2个扶料器能够的工件形成很好的支撑，优选为2个以上。

如图7和图8所示，数控车床上设有上料系统，上料系统设有阻碍装置37、上料气缸38、料盒39、料盒前挡板40和上料板41。

料盒39与料盒前挡板40固定连接，上料板41设于料盒39与料盒前挡板40之间并紧贴料盒前挡板40，料盒39内放置有多根材料42。阻碍装置37设于料盒前挡板40上。上料时，上料气缸38带动上料板41向上移动，此时会有多根料堆积在上料板41的顶部，材料42之间以及材料42和上料板41之间都是相切的关系，当移动至阻碍装置37时，阻碍装置37会将多余的材料42剔除，只保留一根材料42并将其运送至上方的料槽中。

如图9所示，阻碍装置37设有主件43、滚珠B44、弹簧45和螺丝46，料盒前挡板40上设有螺纹孔。主件43外周设有主件外螺纹47，内周设有主件内螺纹48。在安装时，先将滚珠B44装入主件43内并露出一部分，然后把弹簧45装入主件43内顶住滚珠B44，再拧入螺丝46(与主件内螺纹48相配合)，顶住弹簧45，最后再把这个组合体阻碍装置37通过主件外螺纹47拧入料盒前挡板40的螺纹孔内。

阻碍装置37的工作原理为：当上料板41顶着多根材料42行至阻碍装置37处时，由于滚珠B44向外露出一部分，所以上方多余的材料42都会被滚珠B44顶走。当只剩下最后一根材料42时，由于上料板41的上方设有一个斜坡，上料板41会把滚珠B44压回到主件37中，从而顺利的把这一根材料42送到上方的料槽中。

如图10所示，数控车床1上设有主轴座51，主轴座51上设有主轴54，主轴54的后部连接有滑套式开闭夹装置53。主轴座51上还设有开闭夹气缸49和开闭夹圈座52。

如图11和图12所示，滑套式开闭夹装置53设有拉杆55、内滑套56、外滑套57、轴承58、卡簧59、开闭夹圈60、轴承拉套61、滑动键62、滚珠A63和主轴心64。内滑套56套设在主轴心64上，内滑套56上沿其圆周方向设有均匀分布的六个滚珠孔65和一个键槽66，六个滚珠A63分别设于这六个滚珠孔65内；同时主轴心64上设有主轴心键槽(图中未示出)，滑动键62一部分设于键槽66内，另一部分设于主轴心键槽内，这样，就使得内滑套56和主轴心64在沿它们的圆周方向上形成了固定连接。

轴承58套设在外滑套57上，外滑套57上设有卡簧槽67，卡簧59设于卡簧槽67内将轴承与外滑套57固定。外滑套57套设在内滑套56上，其设有外滑套键槽68，外滑套键槽68也和滑动键62相配合，在外滑套57的圆周方向上形成固定连接。两个轴承拉套61设于开闭夹圈60内周两侧，它们共同套在轴承58上。开闭夹圈60设于开闭夹圈座52上，并与开闭夹气缸49相连，拉杆55插入内滑套56中。

当开闭夹气缸49工作时伸出，带动开闭夹圈60运动，进一步带动轴承拉套61、轴承58和外滑套57运动，外滑套57通过滚珠A63(此时滚珠A63不在主轴心64上的主轴心槽69内，而是在主轴心64的表面)带动内滑套56运动，内滑套56带动拉杆55向后移动，当滚珠A63移动到主轴心槽69内时，外滑套滚珠槽50内的滚珠A63就会滑动到其平面上，此时拉杆55带动主轴前面的夹头锁紧，达到夹紧的目的。

相反，当开闭夹气缸49缩回时，开闭夹圈60带动外滑套57往后移动，当移动到滚珠A63进入外滑套滚珠槽50内时，滚珠A63就会和外滑套57一起往后移动，带动内滑套56及拉杆55也一起往后移动，这样夹头就会松开，达到开夹的目的。

如图13所示，数控车床1上设有主轴54，在主轴54的一侧设有导轨板71，浮嘴同步装置70用螺丝安装于导轨板71上。

如图14所示，导轨板71上设有旋转浮嘴座73，旋转浮嘴座73与导轨板71之间通过螺丝固定连接；同时，旋转浮嘴72用螺丝安装于旋转浮嘴座73上。

导轨板71上还设有同步带孔78，同步带孔78内设有第二同步带74。旋转浮嘴72的一端设有第四同步轮79，第四同步轮79上设有轮齿，第四同步轮79与第二同步带74的一端相配合；当第二同步带74转动时，第四同步轮79跟随其一起转动，进而带动旋转浮嘴72的旋转。

浮嘴同步装置70还设有伺服电机板76和第二电机77，伺服电机板76用螺丝安装于导轨板71上，可以调节第二同步带74的松紧；第二电机77用螺丝安装于伺服电机板76上，第三同步轮75安装于77伺服电机的转动轴上；同时，第三同步轮75也设有轮齿，其与第二同步带74的另一端相配合；当第三同步轮75转动时，第二同步带74就会跟随其一起转动。

当移动式主轴54转动时，主轴伺服电机伺服驱动器发出的脉冲信号(此脉冲信号由伺服主轴电机编码器提供，所以脉冲数相同)给第二电机77的驱动器，由驱动器驱动第二电机77，第二电机77通过第三同步轮75带动第二同步带74、进一步带动旋转浮嘴72的第四同步轮79进行同步转动(第三同步轮75与第四同步轮79的齿数相同)。

为保障更好的加工精度，采用的第二电机77为伺服电机。

惟以上所述者，仅为发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (1)

1.一种机床，其特征是所述车床的尾端设有接扶料装置，所述接扶料装置设有连接支架，所述连接支架上设有孔，所述孔内设有调节螺母，所述调节螺母与所述连接支架为间隙配合；所述机床还设有连接螺杆，所述连接螺杆设有外螺纹，所述调节螺母设有内螺纹，所述调节螺母的内螺纹与所述连接螺杆的外螺纹相互配合；所述连接螺杆上设有连接板，所述连接板上设有连接板支架，所述连接板支架上设有滑动槽、接料斗和调节板；所述滑动槽内设有扶料器和定位器，所述调节板上设有第一电机，所述第一电机设有电机轴，所述电机轴上连接有第二同步轮；所述机床还设有第一同步轮，所述第一同步轮和所述第二同步轮通过第一同步带相连接；

所述机床的一端设有上料系统，所述上料系统设有阻碍装置、上料气缸、料盒、料盒前挡板和上料板；所述料盒与所述料盒前挡板固定连接，所述上料板设于所述料盒与所述料盒前挡板之间，所述阻碍装置设于所述料盒前挡板上；

所述机床设有主轴座，所述主轴座上设有主轴，所述主轴的后部连接有滑套式开闭夹装置，所述主轴座上还设有开闭夹气缸和开闭夹圈座；所述滑套式开闭夹装置设有拉杆、内滑套、外滑套、轴承、卡簧、开闭夹圈、轴承拉套、滑动键、滚珠A和主轴心；所述拉杆插入所述内滑套中，所述内滑套套设在所述主轴心上，所述轴承套设在所述外滑套上，所述外滑套套设在所述内滑套上，所述轴承拉套套在所述轴承上、设于所述开闭夹圈内；所述开闭夹圈设于所述开闭夹圈座上，并与所述开闭夹气缸相连；

所述机床上设有导轨板、浮嘴和浮嘴座，所述导轨板设于所述主轴的一侧，所述浮嘴座设于所述导轨板上，所述浮嘴设于所述浮嘴座上；还设有浮嘴同步装置，所述浮嘴同步装置安装于所述导轨板上，所述浮嘴同步装置设有第二同步带；所述导轨板上设有同步带孔，所述第二同步带设于所述同步带孔内；所述浮嘴同步装置还设有电机板和第二电机，所述电机板设于所述导轨板上，所述第二电机设于所述电机板上；所述第二电机连接有第三同步轮，所述第三同步轮与所述第二同步带相配合；所述浮嘴连接有第四同步轮，所述第四同步轮也与所述第二同步带相配合；

所述扶料器设有扶料器座，所述扶料器座上设有盖板，所述盖板上设有伸缩气缸，所述伸缩气缸设有第一伸缩杆；所述扶料器还设有第一连接片，所述第一连接片设有两端，一端与所述伸缩气缸的第一伸缩杆相连接；另一端连接有第一扶料伸缩杆和第二扶料伸缩杆；所述扶料器座上还设有两个通孔，所述第一扶料伸缩杆和所述第二扶料伸缩杆分别位于这两个通孔中；所述盖板上还设有扶料板，所述扶料板上设有扶料口；

所述定位器设有定位器座，所述定位器座上设有定位伸缩气缸，所述定位伸缩气缸设有第二伸缩杆；所述定位器还设有第二连接片，所述第二连接片设有两端，一端与所述定位伸缩气缸的第二伸缩杆相连接；另一端连接有定位伸缩杆；所述定位器座上还设有一个通孔，所述定位伸缩杆位于这个通孔中；所述定位伸缩杆设有丝孔，所述定位伸缩杆通过所述丝孔旋接有定位调节螺杆；

所述阻碍装置设有主件、滚珠B、弹簧和螺丝，所述料盒前挡板上设有螺纹孔；所述主件外周设有主件外螺纹，内周设有主件内螺纹；所述弹簧和所述滚珠B设于所述主件内，所述螺丝与所述主件内螺纹相互配合，所述螺纹孔与所述主件外螺纹相配合；

所述外滑套上设有卡簧槽，所述卡簧设于所述卡簧槽内；所述内滑套上沿其圆周方向设有滚珠孔和键槽，所外滑套设有外滑套键槽，所述主轴心上设有主轴心槽和主轴心键槽，所述滚珠设于所述滚珠孔内；所述滑动键与所述键槽、所述外滑套键槽和所述主轴心键槽相配合；

所述浮嘴与所述浮嘴座之间通过螺丝连接，所述浮嘴座与所述导轨板之间通过螺丝连接；所述电机板与所述导轨板之间通过螺丝连接，所述第二电机与所述电机板之间通过螺丝连接；所述第二电机为伺服电机；

所述连接板支架还设有第一同步轮槽，所述第一同步轮通过轴承设于所述第一同步轮槽内；所述扶料口为V形，所述扶料器设有两个以上；所述连接板支架上还设有挡料板，所述挡料板位于所述第一同步带的上方。